[发明专利]一种对8~18GHz频段内的吸波陶瓷涂层的低温制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸波陶瓷涂层的低温制备方法，具体指经涂刷-化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)两个核心步骤在基底材料表面制备对8～18GHz频段内的吸波涂层的方法。

背景技术

现代雷达技术、电子技术和军事技术的迅猛发展使各国对高温吸波材料的研究与需求日益迫切。高温吸波材料主要包括高温吸波陶瓷和高温结构型吸波材料。由于兼具承载/吸波性能，高温结构型吸波材料被视为最有潜力的高温吸波材料。

连续纤维增韧陶瓷基复合材料(CFCC)具有很高的强度与韧性，同时对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁，是一种优异的高温结构材料。目前，将CFCC发展为兼具承载和减小雷达反射截面双重功能的高温结构型吸波材料，已逐渐成为各国研究的热点。然而，根据文献报道可知，常见的CFCC(如C/SiC、SiC/SiC、SiC/Nasicon)虽具备优异的力学性能，但其吸波效果并不理想。因此，对此类材料进行改性优化以提高材料的电磁吸波能力是解决这一问题的关键。

改善CFCC吸波性能的方法可以从纤维和基体两方面入手。对纤维的改性主要目的在于降低其电导率，从而减少其对电磁波的反射。降低纤维电导率的方法包括降低纤维的晶化程度和制备非晶包覆层。然而，降低纤维的晶化程度会显著影响纤维的强度，致使复合材料的力学性能降低；在纤维表面制备非晶包覆层会减小纤维的体积分数，也不利于材料强度的提高。从基体相入手改善CFCC吸波性能的主要方法为选择具有一定吸波性能或透波性能的陶瓷材料作为基体相，这可一定程度改善复合材料对电磁波的强反射特性。然而，通常情况下为了保证复合材料的力学性能，CFCC中纤维预制体的体积分数均较高，因此调整基体的电磁性能对复合材料吸波性能的改善效果并不显著。

综上所述，从复合材料的基本组成单元(纤维、基体)出发提高材料的吸波性能具有一定局限性。近年来，研究人员通过在材料表面制备吸波涂层，已经实现复合材料吸波性能的显著提高。制备吸波涂层的主要工艺有涂刷、化学镀、热喷涂和溶胶-凝胶技术。涂刷法工艺简单，涂层厚度可控，但通常需要进一步的烧结以保证涂层强度和涂层与基底的结合性，因此需在浆料中添加足够的粘结剂或烧结助剂(烧结温度高)。化学镀方法要求基底材料具有化学稳定性，不与镀液反应，且通常局限于制备金属或合金涂层，如镍涂层或铁钴合金涂层。热喷涂法需将涂层材料加热到熔融或半熔融状态，因此不适用于难熔材料且温度较高。同时，有一定比例CFCC的耐温性能低于陶瓷的烧结问题。由此可见，以上方法应用于CFCC吸波涂层的制备时均存在一定局限性。因此，亟待需要发展一种新方法，使采用该法低温制备获得的吸波涂层不仅满足复合材料的高温使用需求，而且能够有效改善CFCC的吸波效果。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种对8～18GHz频段内的吸波陶瓷涂层的低温制备方法，是一种“涂刷技术”结合“化学气相沉积技术”的涂层低温制备方法，其流程图如附图1所示。

技术方案

一种对8～18GHz频段内的吸波陶瓷涂层的低温制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、制备含有吸波剂的浆料：按照浆料的体积分数配比物质为：60～75％的溶剂、3％的分散剂磷酸三乙酯、3％的粘结剂聚乙烯醇缩丁醛、2％的增塑剂、2％的除泡剂、15～30％的吸波剂；将上述物质混合后，通过超声处理使浆料混合充分，成为均匀的悬浮液；

所述溶剂是体积比0.1～10的甲苯与异丙醇的混合溶剂；

所述增塑剂是体积比0.1～1150的丙三醇与邻苯二甲酸二乙酯的混合物；

上述除泡剂是体积比0.1～10的正丁醇与乙二醇的混合物；

步骤2：将步骤1的浆料按照设计厚度涂刷在基底材料表面，然后静置阴干；

步骤3：通过化学气相沉积技术CVD在涂刷浆料的基底材料上低温制备透波层。

所述吸波剂为碳纳米管、石墨烯、纳米碳化硅晶粒或碳化硅晶须。

所述基底材料为陶瓷和陶瓷基复合材料、金属及金属基复合材料、树脂及树脂基复合材料。

有益效果